Kāds neizskaidrojamu asiņainu nāves gadījumu trūkums stāsta mums par tumšo vielu

Blāvu galaktiku attēls NASA, ESA, M. J. Jee un H. Ford et al. (Džona Hopkinsa universitāte.)

Astronomu rokās ir mīkla. Šķiet, ka Visums ir piepildīts ar daļiņām, kas iedarbojas uz gravitācijas spēku, bet kuras nevar redzēt. Tā dēvētajai tumšajai matērijai ir jāpastāv, jo bez tās galaktikas griežoties vienkārši lidotu atsevišķi.

Tāpēc šajā mirklī mūsu Saules sistēmai jāplūst cauri milzīgai tumšās vielas jūrai, un fiziķi izmisīgi skraida apkārt, cenšoties to atrast. Bet, ja jūs kaut ko neredzat, kā jūs to pamanāt?

Atbilde ir tāda, ka tumšajai matērijai ik pa laikam vajadzētu ietriekties redzamajā matērijā. Tāpēc triks ir meklēt pierādījumus par šīm sadursmēm.

Tas, kā tieši šie pierādījumi izskatīsies, ir daudzu diskusiju priekšmets. Bet šodien mēs iegūstam pirmo pierādījumu meklējumu rezultātus, ka salīdzinoši lielas tumšās matērijas daļiņas, ko sauc par makro, varētu ietriekties cilvēkos un nogalināt tos.

Tuvākā līdzība makro sadursmei ar cilvēku ir šauta brūce, saka Jagjit Sidhu un kolēģi no Case Western Reserve universitātes.

Tas šiem puišiem ir devis interesantu ideju. Viņi saka, ka cilvēce ir sava veida tumšās matērijas detektors tādā nozīmē, ka jebkuras neizskaidrojamas šāviena tipa brūces varētu liecināt par tumšās matērijas makro. Patiešām, mirstības līmenis no šāda veida ievainojumiem sniegtu labu priekšstatu par to, cik izplatītai ir jābūt šāda veida tumšajai vielai.

Vispirms nedaudz fona. Mūsu Saules sistēma pašlaik riņķo ap galaktiku ar ātrumu aptuveni 250 kilometri sekundē. Ja tumšā matērija eksistē, Zemei tai jākuģo milzīgā ātrumā ar neizbēgamām sadursmēm.

Ja tumšā viela ir izgatavota no sīkām daļiņām, sadursmes būs nelielas - iespējams, piemēram, izraisot nelielu kristāla temperatūras paaugstināšanos. Neskaitāmi eksperimenti pašlaik meklē pierādījumus par šāda veida apkuri, bet līdz šim bez panākumiem.

Lielākas daļiņas — makro — atstātu ļoti atšķirīgu parakstu. Fiziķi meklējuši pierādījumus par sadursmēm ar makro, kuru raksturīgā masa ir daži desmiti gramu.

Viņi to ir izdarījuši, pētot silikāta minerālu, ko sauc par vizlu, kam ir gandrīz ideāla smalkgraudaina struktūra. Makro, kas iet cauri šādai struktūrai, atstātu celiņu, kam vajadzētu būt viegli identificējamam mikroskopā.

Jebkuriem vizlas nogulsnēm Zemes virsmā būtu bijis pietiekami daudz laika, lai sadurtos ar makro. Taču fiziķi nav atraduši pēdas un sadursmju pierādījumus. Tādējādi tiek izslēgti šāda izmēra makro.

Masīvākiem makro ar raksturīgo masu līdz 50 kilogramiem būtu lielāka iznīcinošā jauda. Sidhu un kolēģi saka, ka viena līdzība ir ar lodēm, kas izšautas no 22. kalibra šautenes, kas ir mazākā plaši izmantotā šautene. Viņi saka, ka lodes rada ievainojumus cilvēka ķermenim no pastāvīgas kavitācijas, pagaidu kavitācijas un spiediena viļņu kombinācijas.

Tomēr makro būtiski atšķiras no lodēm, jo ​​īpaši ātruma un izmēra ziņā. Tie, visticamāk, pārvietojas ar hiperskaņas ātrumu, un to šķērsgriezums ir daudz mazāks nekā lodes — tikai daži mikrometri.

Tātad makro būs atšķirīga destruktīva ietekme. Makro trieciens parasti sasilda audu cilindru, kas izgriezts tā ceļā, līdz temperatūrai 107 kelvini, kā rezultātā ķermeņa iekšpusē izplešas plazmas cilindrs, saka Sidhu un citi.

Komanda turpina iegūt formulu, kurā tiek aprēķināts triecienu skaits, ņemot vērā makrodaļiņu skaitu mūsu galaktikas reģionā un cilvēku skaitu, ko viņi var izpētīt noteiktā laika posmā.

Šajā pētījumā Sidhu un kolēģi aplūko labi uzraudzītas cilvēku populācijas ASV, Kanādā un Rietumeiropā pēdējo 10 gadu laikā. Un to galvenais rezultāts ir tāds, ka nav pierādījumu par makro sadursmēm ar cilvēkiem.

Tas uzliek svarīgu ierobežojumu tam, cik lieli var būt makro. Viņi saka, ka mūsu rezultāti ierobežo makro fizisko izmēru līdz vairākiem mikroniem un masu, kas mazāka par 50 kg. Un, ja šis rezultāts tiek apvienots ar meklējumiem vizlā, tas izslēdz ievērojamu makro masu un mērogu diapazonu.

Tas ir interesants darbs, kas parāda, kā citādi nekaitīgus datus var izmantot, lai izgaismotu vienu no mūsu laika lielajiem neizskaidrojamajiem noslēpumiem. Mums visiem, it īpaši kosmologiem un daļiņu fiziķiem, vajadzētu būt pateicīgiem neizskaidrojamu šāvienu izraisītu cilvēku nāves gadījumu neesamību.

Atsauce: arxiv.org/abs/1907.06674 : Nāve no tumšās matērijas

paslēpties